透波材料用于制造飛機(jī)、導(dǎo)彈的雷達(dá)天線罩和天線窗板。對它的基本要求是:具有較大的透波率(功率透過系數(shù)),低的反射率和損耗,對雷達(dá)的天線方向性圖影響很小,滿足雷達(dá)搜尋及瞄準(zhǔn)目標(biāo)的精度等要求。天線罩(板)的大功率反射系數(shù)與其材料的介電常數(shù)ε和介電損耗正切角tgδ有關(guān)。由于電磁波傳輸過程存在疊加現(xiàn)象,因此對各種結(jié)構(gòu)的天線罩(板)都存在某一理想的厚度,即佳厚度。在此厚度下兩個表面反射的電磁波疊加后小,以降低反射對雷達(dá)性能的影響。天線罩(板)對電磁波的吸收將損耗電磁波的能量,致使雷達(dá)的有效作用距離減小。材料介質(zhì)損耗愈小,罩壁愈薄,被吸收的能量愈少,因而功率透過系數(shù)愈大。
飛機(jī)的機(jī)載雷達(dá)罩大多數(shù)采用玻璃鋼及其復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)制造,防空、海防及其他戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的天線罩(板)多數(shù)采用聚四氟乙烯或玻璃纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯制造,而戰(zhàn)略導(dǎo)彈的天線窗材料則經(jīng)歷了石英玻璃、穿刺高硅氧布增強(qiáng)二氧化硅和三向石英增強(qiáng)二氧化硅的發(fā)展過程。
透波功能復(fù)合材料:
透波功能復(fù)合材料要求樹脂基體具有低正切損耗和高強(qiáng)度、模量、韌性和耐環(huán)境特性等。早期使用的,如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等,由于樹脂分子結(jié)構(gòu)以及配方的局限性,使得降低損耗的研究難以取得明顯進(jìn)展。熱塑性樹脂基體具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐磨性能、尺寸穩(wěn)定性能、電性能和耐熱性能等,還可以通過共混改性等手段以提高性能,缺點(diǎn)是加工困難,適用于制造小尺寸、大批量的雷達(dá)罩。
新型高性能樹脂主要是指改性雙馬來酰亞胺(BMI)樹脂、間苯二甲酸二烯丙基酯(DAIP)樹脂和氰酸酯樹脂。高性能透波復(fù)合材料在第四代戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)獲得應(yīng)用,如XU71787氰酸酯樹脂復(fù)合材料使用在美國F-22飛機(jī)的雷達(dá)罩上,BASF公司研制的5575-2氰酸酯樹脂復(fù)合材料使用在歐洲聯(lián)合研制的EF-2000戰(zhàn)斗機(jī)上。氰酸酯樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)和正切損耗從X波段到W波段的頻率范圍內(nèi)基本保持不變,但對于環(huán)氧樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂,隨著頻率的增加,其介電常數(shù)和正切損耗都明顯地發(fā)生了變化。這表明氰酸酷樹脂的介電性能具有明顯的寬帶特性。氰酸酯樹脂及其復(fù)合材料是未來透波功能復(fù)合材料的重要發(fā)展方向之一。

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